用于完整音频信号的设备和方法

用于完整音频信号的设备和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于恢复音频信号中包含的封闭和隐藏的信息的设备和方法。有源电路通过应用和信号与差信号，并且调整立体声信号以及单声道和多声道信号应用中的增益比例而平衡同相和异相信号之间的比例。这包括主基准信号和多个冗余副本信号，这些冗余副本信号除了在振幅和相位之外在所有方面都与主基准信号基本相同，以用于展开或展现音频信号内容。输出信号对的电平接近黄金比例，黄金比例是1加上5的平方根除以2，其值是无理数1.618。
【专利说明】用于完整音频信号的设备和方法
[0001]本申请是于2009年9月11日提交的申请号为12/585411的申请的部分继续申请，通过引用将在先申请并入本申请，如同本申请完全公开了在先申请。
【背景技术】
[0002]本发明涉及一种用于建立基本完整的音频信号的方法和设备，具体而言，涉及一种用于从离散音频信号的恢复信息以重构或产生基本完整的、近乎全方向的声音事件的方法和设备。
[0003]声音作为压力和速度存在于诸如空气的介质中。声音始于诸如语音、摔门、琴弓划过小提琴弦等的机械扰动。声源的振动导致音波的形成或图案。音波在各个方向上传播，例如三维地、全方向地、球状地传播。正是这些移动的音波被作为声音听到。
[0004]当采用基准时，任何声压有三种常用的测量分量:频率、振幅和相位。
[0005]自电子音频信号出现以来，一直在努力以使得听者无法说出复制品和原声的区别的方式来捕获、存储和再现原始声音事件的精确复制品。
[0006]电子音频信号是一种波动的电子能量，其变化将所有声音信息表不为代码。如今我们已经学会了如何以高保真度从信号代码中破解大部分频率和振幅信息部分，从而享受到宽的带宽和宽阔的动态范围。相位是声音的一个主要分量，其包括以高保真度表现常规装置还未能再现的声音的时空信息元素的几乎所有耦合。作为结果，常规地再现的音频信号在这一点上是不完整的。
[0007]理想的完整音频信号将是如下的信号，其中包括频率、振幅和相位的所有声音分量被完全展现、发送和以相同的保真度再现。这样的信号也将是与原始声音事件无法区别的；例如，在所有方向上三维地、全方向地、球状地传播，而不像现有不完整信号那样传播。
[0008]由于现有的不完整音频信号仅能为声音的一些分量(频率和振幅)提供高保真复制，因此声音再现迄今为止局限于二维层面(two dimensional perspective)。诸如立体声、双声道和各种环绕声技术等的现有技术方法提供了一些设计用于人工地补偿本来天然存在的时间和空间信息的信号处理增强方法和设备。这些限制让原始声音事件内容元素被锁在信号代码内:丢失、隐藏、埋藏、隔离、叠起，但是这些信息仍然包含在信号内部。本发明是一种用于产生基本完整的音频信号的方法和设备，所述方法和设备不是通过引入人工元素，而是通过展现或展开目前为止隐藏在音频信号内的信息。
[0009]“相位”一词有多种用途。术语相位在音频中的一般用法大部分局限为扬声器的正确“定相”的思想或术语“绝对相位”以描述制造商的产品。相位的其他重要方面为单声道相位，一般情况下，延迟的声音被施加到一只耳朵或被同时施加到两只耳朵。现有技术在双声道相位领域做了大量工作，双声道相位是指由于两耳之间路径长度的差值导致的延时。但相位作为声音的限定特性的想法并未被广泛地讨论。通常也没有提供测量。在本申请中，相位与作为构建过程的听觉的规则有关。也就是说，大脑获取从耳朵到达其的数据，并且应用规则和功能以建立声音的再现。这些规则包括难以置信的微妙和复杂的复合力学、生物学和神经学过程。[0010]当应用于本发明时，相位使得声音能以与原始声学事件基本上无法区别的方式通过信号提供给耳朵，以与原始捕获的、发送的或记录的声音类似或相似的方式传播声音。将所接收到的声波从耳朵向大脑的传输完成了听觉过程。可以认为，相位是在以基本精度重建听觉体验的能力中的“丢失的环节”。本发明使用相位来为听者提供听起来与原始事件基本无法区分的听觉体验。
[0011]相位也是一个信号与参考信号的相对量度。在声学事件中，时间和空间这两者都能影响相对相位。这是重要的，因为在正常听觉体验中，无论记录单个(或单声道)信号，还是记录多个信号(诸如立体声)，所记录的信号都表示相对于与在麦克风的位置处的已记录的信号有关的信息的相位。当使用多个麦克风时，每个已记录信号的相位相对信息对于相对于声源的麦克风位置以及在其中进行记录的空间的音响效果都是唯一的。因此，可以通过将多个麦克风的输出加在一起而使用该多个麦克风来产生单声道信号，或者可以记录用于立体声或环绕声应用的离散信号。通常，信号从录制品通过所选的电子产品并最终到达收听环境的路径将对于每个信号各不相同。虽然已将大量的努力付诸于为收听环境增强记录信号，包括头部相关传输函数和数字信号处理以产生用于不同空间的错觉的人工混响，但实际上不可能将听者从在其中听到声音的空间的音响效果分开。然而，由于就像可以用多个麦克风记录信号一样，可以通过在房间内摆放多个扬声器实现在物理空间内的分级分频(gradual cross-overs),所以可以使用原始信号提取包含在记录过程中的信息并在记录的信号中引入分级分频器(graduated crossovers),并且很像在物理空间中分层那样将这些信号一起分层(layer)，以便传输更逼真的动态信号。
[0012]出于描述本发明的目的，本申请将采用包括相分层(phase layer)、相分层电路或PLC的多种术语以及诸如分级分频器的术语。
[0013]如果任何声音分量相比其原始形式失真，所有声音分量都会受到影响。因此，影响相位、振幅或频率的因素可以影响全部。
[0014]立体声是一种“效果”，而不是自然中存在的。立体声效果产生一种“幻像声像”，这种幻像声像听起来好像声音来自两个立体声扬声器之间的中心处某个地方，而事实上那里什么都没有。这是一种“幻觉”。限定立体声系统的品质的基础是幻像声像能够多好地产生逼真的“音场”。音场发生在通常被称为“最佳听音位置(sweet spot)”的地方。这就是由立体声系统生成的音场产生非常令人信服的幻像声像，使得听者体验“身临其境”的虚拟现实的地方。当听众移动到最佳听音位置以外时，无论过于向左或是向右远离发生幻像声像的地方，音场都会破裂。一旦离开最佳听音位置，幻觉就会消失。现今所使用的大多数消费类音频设备都是基于立体声标准。
[0015]存在几种用于音频电子设备的信号处理器。其中一种被设计成解决与环境相关的问题，例如图形均衡器，其被设计为将房间调谐为平坦的频率响应，使得当音频系统播放时，房间不会增加或减少声音。诸如混响系统的另一类信号处理器调整信号，其被设计成用于在录音棚中制作加工录制品，这种录制品听起来就像现场录制的一样。音频工程师在专业制作中使用这些和其他工具。
[0016]另一种类型的信号处理器利用基于学习大脑如何解释从耳朵传递给大脑的信息的心理声学技术。许多这样类型的心理声学信号处理器已经主要用于帮助解决与立体声相关的某些问题，有时还可被用于单声道和离散信号应用中，但往往不是主要利用方式。[0017]立体声具有局限性，例如，其中包括幻像声像的最佳听音位置。不同于大量观众可同时共享的现场声音(诸如某人欣赏演唱会)，立体声具有在两个扬声器之间的局限区域，听众必须聚集在该区域以便感受虚幻音场。立体声的缺点导致多种发展，这些发展被设计用于克服音场规模局限性，或者寻找扩展最佳听音位置的方法，或者如在作为家庭影院和环绕声基础的电影院音响的情况中那样，用不同的技术完全消除最佳听音位置。因此，用于开发特定类型的信号处理器的动机在于增强立体声体验。本发明并不限于最佳听音位置，而是可在任何地点、任何时间和任何听觉条件下体验。此外，本发明可用于所有音频信号和信号通道(单声道、立体声、合成多声道和离散多声道、记录和再现声、以及发送声)，如在本发明之前一直被隐藏和埋藏的所有包含信息。
[0018]高保真的规则之一在于保持对原始声音事件的忠实度，这意味着“不加改变地听到声音”。因此，设计重要的音乐欣赏的目的在于沿音频通路保持现有技术允许的尽可能高的信号完整性。因此，好的音频实际上是好的科学，并且好的音频没有理由不能和不将应用于所有音频信号。每当音频信号通过任何声学、机械或电气设备时，就会产生失真。音频工程师致力于限制失真量以维持真实的再现或保真度，以使得损失最少的信号具有最高的保真度。本发明的基本完整的音频信号被设计成传输比现有技术明显更多的原始声音事件的信息，而不显著增加信号中并不存在的内容或从信号中减去任何内容。
[0019]以下美国专利示出了主要在立体声应用中用来加强音频声场的一些技术。过去常用的有三种方案，包括头部相关传输函数(HRTF)的应用；利用数字信号处理来产生混响或空间效果，从而模拟聆听环境以外的声音场；以及利用立体声信号以增加空间效果。本发明与现有技术所使用的方法的区别在于本发明可以应用到单声道、立体声或其他多信号格式。该方法不依赖于立体声信号的使用，并且可以提高所有信号格式的语音可理解度和许多其他方面。
[0020]Coats等人的美国专利N0.7203320教导了一种次谐波发生器和立体声扩展处理器。一种方法和设备可提供以下一种或多种功能:接收包含第一范围内的频率的输入信号；对输入信号进行滤波以产生包含第二范围内的频率的第一中间信号；从包含第三范围的频率的第一中间信号产生次谐波信号，第三范围频率比第二范围频率低约一个倍频(octave);从输入信号的左声道信号消除在第四范围频率内的至少一些频率下的能量，以产生至少一部分左声道输出信号；以及从输入信号的右声道信号消除在第五范围频率内的一些频率下的能量，以产生至少一部分右声道输出信号。
[0021]Arthur的美国专利N0.7003119涉及使用多个子系统以从立体声输入信号生成输出的矩阵环绕声解码器/虚拟器。第一子系统合成幻像中心输出，该输出将单音中心声像置于听者前方的左右扬声器之间。第二子系统合成虚拟环绕(或后方)输出信号，该输出将声像置于听者的周边。第三子系统合成左右立体声输出，并且扩展左右声像的位置。
[0022]Hoover的美国专利N0.6947564中示出了一种具有音调补偿和有源矩阵的立体声空间扩展电路。在立体声扩展电路中，通过相对于中音增加低音和高音频率而在频谱上修正(L+R)和信号，从而补偿(L-R)差信号中的中音频频率推升(midrange frequencyboost)。立体声扩展效果和对信号参数的操纵由有源矩阵放大器产生。
[0023]Morris的美国专利N0.6711265涉及空间扩展的立体声音频声像的中心化。立体声系统具有带有扩展空间成像的和信号以及差信号。通过(L+R)和信号的均衡完成更加朝向中心的中心音频素材的定位。均衡包括在增加和信号的高音响应的同时减小低音响应，所需低音减少通过使用回转器经济地合成电感来实现。此外，为减小低音频率处的信号和增加高音频率处的信号，在(L+R)和信号中进行的均衡可在“通”和“断”模式之间单独或相结合地进行切换。
[0024]Chol的美国专利N0.6587565提供了用于在从立体声声道的信号产生三维图像声音信号时，增强立体声或编码声的空间效果的系统。该系统包括空间效果增强部分，产生用于增强声音的空间效果和指向性的信号；频带增强部分，生成用于增强低频范围内的立体声声道信号的信号分量，并且维持中频范围内的信号分量的信号；和矩阵部分，以矩阵方式计算空间效果增强部分的输出信号、频带增强部分的输出信号和立体声声道信号。因此，使用左、右声道信号之间的差分分量可以改善声音的空间效果。根据该专利，可以不使用复杂的电路结构即可改善声音的空间效果、防止信噪比的恶化，并且提高了用于实现声音的空间效果的性价比。
[0025]Schwartz的美国专利N0.6448846涉及可控的相消电路和系统。该专利描述了控制处理器的输出或处理器输出的部分与一个或多个具体频率范围内的预处理信号的相位之间的相位关系，因此可以实现可控的重读或处理器效果的增强。在一种实施方式中，通过提供增益控制电路来实现该方案，所述增益控制电路在与处理器的输出相加之前接收并选择性放大输入信号。
[0026]Klayman的澳大利亚专利N0.708727教导了一种立体声增强系统。
[0027]Schott的美国专利N0.5761313涉及一种用于提高立体声信号的立体声声像分离的电路。通过在立体声信号的差分声道中使用特殊频率响应操纵，立体声声像将看起来扩展到扬声器的实际位置以外。这通过对差分声道响应进行整形(shaping)来实现，以便模拟当声源在物理上移动至虚拟位置时将会感受到的响应。该电路包括将左和右立体声信号施加到其上的求和与高频均衡电路、以及将左和右立体声信号施加到其上的差形成和人耳均衡电路。交叉耦合这些电路的输出以形成左、右声道输出。
[0028]Hawks的美国专利N0.5692050涉及一种用于在空间上增强立体声信号和单声道信号的方法和设备。公开了一种在空间上增强立体声信号而无需牺牲与单声道接收机的兼容性的方法和设备。依照一种实施方式，仅使用两个运算放大器和两个电容器即可实现立体声增强系统，并可在空间增强模式和旁路模式之间进行切换。在其他实施方式中，通过将其中一个输出通道构造为另一输出通道与输入通道的和来实现简单的立体声增强系统。在其他实施方式中，根据立体声扬声器串扰消除原理来合成并在空间上增强伪立体声信号。在另外一些实施方式中，以连续的方式将单声道信号和立体声信号的各个空间增强整体地组合为能够共混的单个系统，从而实现两者的增强效果。
[0029]Kennedy等人的美国专利N0.4959859涉及一种FM信道分离调节系统。
[0030]反相信号的常规定义是如美国专利6477255中归纳的具有反相的相位(180度)的信号。
[0031]Klayman的美国专利N0.4866774是一种立体声增强和指向性的伺服系统。在具有为增强立体声声像而被处理的和信号与差信号的立体声系统中，通过使用用于左处理差信号(L-R)p和右处理差信号(R-L)p的伺服系统来增加立体声的表观指向性。左右伺服系统中的每一个都对应于相应的左立体声输入信号或右立体声输入信号(L-1n, R-1n),并放大在相应的左处理差信号或右处理差信号中的增加量。通过以下方式来控制放大量:反馈放大的或指向性增强的差信号(L-R)pe，(R-L)pe ;在指向性增强之前首先将该信号与处理后的差信号(L-R)p、(R-L)p进行比较，然后将其以预选比例与输入信号(Lin，Rin)组合，以便控制提供用于指向性增强的处理后的差信号的放大量。
[0032]Hibino的美国专利N0.4815133教导了一种声场产生设备，该设备连接到立体声声源以将音频信号提供给具有间接声音提取电路的扬声器系统，该间接声音提取电路用于通过提取右输入信号和左输入信号之间的差信号，而提取间接的声音分量。差信号被反相以获得反相的差信号。两个混合电路中的每一个接收右输入信号、左输入信号、左差信号和右差信号以及反相的差信号以产生左和右输出。
[0033]Carver的美国专利N0.4218585涉及一种用于立体声系统的立体声产生设备和方法。除了驱动右扬声器之外，右信号被反相和延迟并发送到左扬声器。除了驱动左扬声器之外，左信号被反相和延迟并发送到右扬声器。
[0034]Iida的美国专利N0.3725586涉及一种用于从两个声源得出四个声信号的多声再现设备。施加到两个输入电路的左声信号和右声信号分别利用移相器进行移相，然后提供给分离的输出电路。通过低通滤波器提供左声信号，以与移相后的右声信号组合并将组合后的信号提供给分离的输出电路。同样，也通过低通滤波器提供右声信号，以与移相后的左声信号组合，并将该组合后的信号提供给分离的输出电路。
[0035]本发明的方法和设备用于再现基本完整的音频信号以确保对于原始声源的增强的保真度和完整性，该音频信号利用包含在音频信号代码中的大量声音信息。
[0036]除了在从信号的捕获、传输或存储，到信号再现的音频链的任一链路处提供基本完整的音频信号之外，本发明也提供一种从包含在现有(不完整)音频信号内的代码重构基本完整的音频信号的方式。本发明的原理可应用于任何已知的信号类型，而不论单声道、多声道或离散或多个信号，例如可以应用于在已知音频信号应用中的立体声信号，该信号例如来自通过电话、无线电广播、现场扩声的实时传输的声音，或通过来自录制品(例如，来自⑶或MP3播放器、留声机、DVD或蓝光播放器)的再现的声音。
[0037]另外，本发明也可为言语和对话提供增强的可理解度，其在通信、电影和诸如军事、执法、医疗和其他应急声音应用的其他应用中尤其有利。此外，通过完整音频信号提供表现完整的、开放的原始声音分量的一些自然的副产物可以是提高的清晰度、更高的分辨率、更好的动态性、更真实的音调、更广、更大、更宽的空间、更精确的动态性、更自然的频谱平衡以及更多的细节。

【发明内容】

[0038]因此，本发明涉及一种用于音频再现系统的方法和设备，该方法和设备基本上解决了由于现有技术的局限性和缺点而导致的一个或多个问题。如上所述，本发明应用于音频信号。这包括立体声信号、单声道信号和多声道信号。依据本发明的一个方面，相分层技术被用来获得完整音频信号，以下将对其进行详细描述。依照本发明另一个方面，通过调整每个信号对的增益，以使得本文中所提及的比例接近黄金比例，接着混合每个增益调整后的信号对以产生相应的音频输出信号而获得完整音频信号。
[0039]具体来说，黄金比例是由两个量(一个较大的量和一个较小的量)所定义的一个数学常数，其中这两个量之和与较大的量的比值等于较大的量与较小的量的比值。从数学意义上来说，黄金比例等于I加上5的平方根再除以2，也就是近似为1.618的无理数。虽然艺术家和数学家已经使用黄金比例来选择一些属性，虽然该比例是天然存在的，但却始终没有被应用到音频信号的混合以揭露这些信号中埋藏的隐藏内容。
[0040]本发明的目的和优点可以通过音频信号再现方法和实现音频信号再现方法的电路来实现，除此之外，所述方法和电路包括混合多个输入信号以生成多个中间信号。将每一个中间信号与另一个中间信号相配对。调整每个中间信号的增益，使得与构成每个中间信号对的两个中间信号相关联的两个增益的比例至少接近黄金比例。接下来对构成每个中间信号对的增益调整后的中间信号进行混合以产生相应的输出信号。
[0041]本发明的目的和优点可以通过音频信号再现方法来实现。除此之外，所述方法包括选择具有左和右信号的离散信号源；将所选择的左离散信号施加到第一和第二求和电路，将所选择的右离散信号施加到第二和第三求和电路。该方法还包括反相(invert)所选择的左离散信号，并将反相后的所选择的左离散信号施加到第三求和电路。同样的，该方法包括反相所选择的右离散信号，并且将反相后的所选择的右离散信号施加到第一求和电路。将所述第一和第二求和电路的输出施加到左输出求和电路，并且调整所述左输出求和电路的每个输入的增益，使得增益的比例至少接近黄金比例。接下来混合左输出求和电路的输入信号以产生左输出信号。将第三和第二求和电路的输出施加到右输出求和电路，并且调整所述右输出求和电路的每个输入的增益，使得增益的比例至少接近黄金比例。接下来混合右输出求和电路的输入信号以产生右输出信号。
[0042]本发明的目的和优点还可以通过音频信号再现方法来实现。除此之外，该方法包括选择具有左和右信号输入的离散信号源，将左输入信号和反相的右输入信号求和以产生左-右的差信号，将右输入信号和反相的左输入信号求和以产生右-左的差信号，将左和右输入信号求和以产生左+右的和信号。该方法和电路进一步包括调整左+右的和信号的增益，调整左-右的差信号的增益，以及调整右-左的差信号的增益。进一步的，该方法和电路包括将增益调整后的左+右的和信号和增益调整后的左-右的差信号求和以产生左音频输出信号，其中与左+右的和信号以及左-右的差信号相关联的增益的比例至少接近黄金比例。同样的，将增益调整后的左+右的和信号以及增益调整后的右-左的差信号求和以产生右音频输出信号，其中与左+右的和信号以及右-左的差信号相关联的增益的比例至少接近黄金比例。
[0043]本发明的目的和优点还可通过音频信号再现系统来实现。除此之外，该系统包括具有左和右信号输出的离散信号源。该系统还包括第一、第二和第三求和电路，其每一个都具有输出，并且其每一个都具有分别可操作地连接到离散信号源的左和右信号输出的左输入和右输入；其中第一、第二和第三求和电路的左输入接收与离散信号源的左信号输出相关联的左输入信号；第一、第二和第三求和电路的右输入接收与离散信号源的右信号输出相关联的右输入信号。该系统进一步包括在第三求和电路之前反相左输入信号的左反相器，在第一求和电路之前反相右输入信号的右反相器。进一步的，该系统包括具有分别连接到第一和第二求和电路输出的具有第一和第二输入的左输出求和电路，以及具有单独调整第一和第二输入的信号增益的放大组件，被配置为产生混合左输出求和电路的第一和第二输入处的增益调整后的信号而得到的左输出信号的左输出电路，其中与左输出求和电路的第一和第二输入的信号相关联的增益的比例至少接近黄金比例。同样的，该系统还包括具有分别连接到第二和第三求和电路输出的具有第一和第二输入的右输出求和电路，以及具有单独调整第一和第二输入的信号增益的放大组件，被配置为产生混合右输出求和电路的第一和第二输入的增益调整后的信号而得到的右输出信号的右输出电路，其中与右输出求和电路的第一和第二输入的信号相关联的增益的比例至少接近黄金比例。
[0044]应当理解，本发明的前述一般描述和以下的具体描述是示例性和说明性的，并且旨在提供本发明如权利要求所述的进一步解释。
【专利附图】

【附图说明】
[0045]包括附图以用于提供对本发明的进一步理解，并且其被纳入本说明书中以构成本说明书的一部分，这些附图示出了本发明的【具体实施方式】，并用于与本说明书一起来说明本发明的原理。
[0046]在附图中:
[0047]图1是依照本发明的第一示例性实施方式的无源声音系统的方框图；
[0048]图2是依照本发明的第二示例性实施方式的有源声音系统的方框图；
[0049]图3是图2中的方框图的示意图；
[0050]图4A和4B是图3中的示意图的扩展示意图；
[0051]图5是依照图1的第一示例性实施方式的声音系统的有源变化的方框图；
[0052]图6是依照图1的第一示例性实施方式的声音系统的第二有源变化的方框图。
【具体实施方式】
[0053]现在将详细参考附图中示出的本发明的示例性实施方式。
[0054]本申请示出和公开了用于根据本发明的原理实现基本完整的音频信号的两个示例性实施方式。一个不例性实施方式不出了无源信号，而第二实施方式不出了有源信号。本领域技术人员将会知道，参数不固定于任何具体频率设置或滤波器类型。滤波器也不限于角度或程度，例如6dB、12dB、18dB或24dB。此外，诸如用于低通的IOOHz或高通的16kHz的频率设置仅为用作说明目的的实例。
[0055]附图的图1示出了无源配置的方框图，该配置可与连接到音频放大器的扬声器一起工作，而没有有源电路。单声道或离散信号源10将离散源信号施加到第一音频放大器11和第二音频放大器12。放大器11的输出连接到一对扬声器13和14,每个扬声器都具有在其中的音圈，以形成第一电路腿(circuit leg)。放大器12的输出连接到一对扬声器15和16，每个扬声器都具有在其中的音圈，以形成第二电路腿。电路的每个腿也可配置成具有两个音圈的一个扬声器。扬声器可具有所需的任何阻抗负载，但对于本例来说，每个扬声器为8欧姆，并且每个电路腿为4欧姆。还应该指出的是，单个放大器可与具有4个音圈的专门设计的单个扬声器结合使用。
[0056]第一电路腿为同相连接的并联电路，这意味着放大器11正极接头连接到扬声器13和14的正极接头，并且放大器11的负极接头连接到扬声器13和14的负极接头。第二电路腿为异相连接的并联电路，扬声器15的负极连接到扬声器16的正极，扬声器15的正极连接到放大器12的负极端子。扬声器16的负极连接到放大器12的正极端子。该电路也可通过以其他方式组合第一和第二电路腿来配置，例如使用连接到四音圈扬声器或换能器(transducer)的单个放大器。图1所示配置能够控制每个电路腿的增益，并且以简单方式匹配每个电路腿的阻抗。图1的每个腿为听者独立地提供第一电路腿的声特征，该声特征与音频信号按照工业标准设计用来听取的方式的特征一致或相同。图1的第一和第二腿独立地提供音频信号的部分再现，使得当听者单独听第二电路腿而未同时听第一电路腿时，听者认为声音是远处的，具有更大的空间高度、宽度和深度，并且似乎较远。将两个电路腿同时组合则再现基本完整的音频信号。语音、音乐或其他音频的原始声学事件、录制品、或再现发送的声音基本上如在原始事件中那样被收听到。第一和第二电路腿应以大致相等的振幅匹配，以便形成基本完整的信号。如果任意一个在振幅上显著不同，则具有较强(hotter)信号强度的腿将超越另一个，并且总信号将不会最佳地均衡。因此，所得信号将小于基本完整的信号，例如，其是已经处理并具有基于振幅和相位的相加或相减的效果的信号，而不是复合电路或基本完整的音频信号。因此，在该实施方式中，假设每个扬声器为全频程扬声器，并且该电路在放大器之后，从而使得完整音频信号在物理空气中产生，并且因此以与原始声学事件类似或相似的方式表现。因此，在该实施方式中不需要高通和低通分频器。
[0057]另一方面，对于通常具有多个扬声器的现有音频设备，每个扬声器可以是2路或3路(或以上)的扬声器系统，该系统通常具有使相位信息进一步失真的附加的分频器，每个分频器具有有限的传播图案，高路径和低路径可以更好地限定包含在信号中的声音信息的物理特性。因此，利用各种高路径和低路径以及相位控制，可以使用有源电路为放大器和扬声器生成基本完整或近乎为球面的信号。
[0058]如上所述，图1所示的无源实施方式，优选的被用来控制增益，使得第一腿的同相信号的振幅和第二腿的异相信号的振幅基本相等。然而，可以通过采用控制增益使得这些信号的振幅不对称的有源电路来实现基本完整的音频信号。更具体的，调整这些信号的振幅，使得其中一个振幅与其他振幅的比例接近以上所定义的黄金比例。图5和图6是可被用来实现该目的的两个有源电路的方框图；然而，本领域技术人员将明白图5和图6中的电路都是示例性的，因此具体电路组件、电路组件的排列、电路组件的顺序、电路组件的数量以及参数都是可变的。
[0059]更具体的，图5示出了依照图1的第一示例性实施方式的声音系统的有源变形的方框图。可以理解的是，输入到图5的示例性电路的音频可以是来自立体声或双单声道放大器或接收器的音频信号。然而，可以进一步理解的是，任何单声道或离散源都可被用作输入，而输出一般都是一个音频扬声器或多个音频扬声器。
[0060]如图5所示，左声道信号输入到单位增益(无增益)运算放大器10。左声道信号随后被传递到有源音频混合器或求和电路11、12和13。在该示例性实施方式中，左声道信号在到达音频混合器或求和电路13之前被运算放大器14反相。右声道信号输入到单位增益运算放大器15。如同左声道信号那样，右声道信号随后被传递到有源音频混合器或求和电路11、12和13。在该示例性实施方式中，右声道信号在到达音频混合器或求和电路11之前被运算放大器16反相。
[0061]音频混合器或求和电路11、12和13的每一个输出相应的中间信号。更具体的，音频混合器或求和电路11的输出是离散L-R信号。音频混合器或求和电路12的输出是离散L+R信号。音频混合器或求和电路13的输出是离散R-L信号。接下来将离散L-R信号(也就是音频混合器或求和电路11的输出)和离散L+R信号(也就是音频混合器或求和电路12的输出)传递到音频混合器或求和电路17。将离散L+R信号(也就是音频混合器或求和电路12的输出)和离散R-L信号(也就是音频混合器或求和电路13的输出)传递到音频混合器或求和电路19。
[0062]在该可替换的示例性实施方式中，可通过不对称地调整离散音频信号R-L、L+R和L-R的增益，使得这些信号的每一个的振幅相比于在求和电路17或19中与其配对的离散音频信号的振幅接近黄金比例，从而实现完整音频信号。在音频混合器或求和电路17中进行混合之前，将与离散L-R信号相关联的增益调整为值G1，同时将与离散L+R信号相关联的增益调整为值G2，其中设置Gl和G2的值，使得增益的比例等于黄金比例。同样的，在音频混合器或求和电路19中进行混合之前，将与离散R-L信号相关联的增益调整为G1，同时将与离散L+R信号相关联的增益近似调整为G2。如上所述，设置Gl和G2的值，使得增益的比例等于黄金比例。接下来，音频混合器或求和电路17生成左输出信号18，并将其传递到音频换能器或扬声器(未示出)，音频混合器或求和电路19生成右输出信号20，并将其传递到音频换能器或扬声器(未示出)。本领域技术人员将明白，可通过采用诸如运算放大器(未示出)的放大组件来调整每个离散音频信号R-L、L+R和L-R的增益，该放大组件可并入音频混合器或求和电路17和19，或者是单独的组件。
[0063]更具体的，图6示出了依照图1的第一示例性实施方式的声音系统的第二有源变形的方框图。再次，将理解的是输入到图6的示例性电路的音频可以是来自立体声或双单声道放大器或接收器的音频信号；然而，任何单声道或离散源都可被用作输入，而输出通常都是一个音频扬声器或多个音频扬声器。
[0064]如图6所示，左声道信号输入到反相单位增益运算放大器21。左声道信号随后被传递到有源音频混合器或求和电路22、23和24。在该示例性实施方式中，左声道信号在输入到音频混合器或求和电路24之前被运算放大器25反相。右声道信号输入到反相单位增益运算放大器26。如同左声道信号那样，右声道信号随后被传递到有源音频混合器或求和电路22、23和24。在该示例性实施方式中，右声道信号在输入到音频混合器或求和电路22之前被运算放大器27反相。
[0065]音频混合器或求和电路22、23和24中的每一个都输出相应的中间信号。更具体地，音频混合器或求和电路22的输出是离散R-L信号。音频混合器或求和电路23的输出是离散-L-R信号。音频混合器或求和电路24的输出是离散L-R信号。接下来将离散R-L信号(也就是音频混合器或求和电路22的输出)和离散-L-R信号(也就是音频混合器或求和电路23的输出)传递到音频混合器或求和电路28。将离散-L-R信号(也就是音频混合器或求和电路23的输出)和离散R-L信号(也就是音频混合器或求和电路24的输出)传递到音频混合器或求和电路31。
[0066]在第二可替换示例性实施方式中，可通过不对称地调整离散音频信号L-R、-L-R和R-L的增益，使得这些信号中的每一个的振幅相比于在求和电路28或31中与其配对的离散音频信号的振幅接近黄金比例，从而实现完整音频信号。在音频混合器或求和电路28中进行混合之前，将与离散R-L信号相关联的增益调整为Gl，同时将与离散-L-R信号相关联的增益调整为G2，其中设置Gl和G2的值，使得增益的比例等于黄金比例。同样的，在音频混合器或求和电路31中进行混合之前，将与离散L-R信号相关联的增益调整为G1，同时将与离散-L-R信号相关联的增益调整为G2。再次，设置Gl和G2的值，使得增益的比例等于黄金比例。接下来音频混合器或求和电路28生成左输出信号30，并将其传递到音频换能器或扬声器(未示出)，并且音频混合器或求和电路31生成右输出信号32，并将其传递到音频换能器或扬声器(未示出)。本领域技术人员将明白，可通过采用诸如运算放大器(未示出)的放大组件来调整每个离散音频信号L-R、-L-R和R-L的增益，该放大组件可并入音频混合器或求和电路28和30，或者是单独的组件。
[0067]再次指出图5中的求和电路17和19的每一个以及图6中的求和电路28和31的每一个都混合一对离散音频信号，其中施加到构成每个相应对的离散音频信号的增益都被不对称地调整，以使得增益Gl: G2的比例等于黄金比例。因此，例如，Gl可以被设置为值1.618，G2被设置为值1.0。他们的比例是1.618。出于本申请的目的，优选的是，与构成每一对的离散音频信号相关联的增益的比例在黄金比例的百分之十之内(也就是近似于1.618);然而，根据本申请，该百分比是可变的。
[0068]图2示出了用于生成基本完整的音频信号且包括高通和低通分频器的有源电路的基本方框图。所谓有源是指这样的电路，该电路需要功率来工作，并且在信号到达放大器之前被连接到线路。有源电路可连接到信号源本身，或者放大器之前或内部的任何位置。
[0069]在图2中，信号源20可以是收音机、⑶播放器、MP3播放器等，用于收听音乐，或者其可以是现场声音或现场再现信号，例如，人们对着手机或电话或麦克风或广播设备等讲话的声音。来自信号源20的信号利用分解器或其他装置，或通过在具有分解器功能的混合器中重复复制而被分裂成其自身的副本。
[0070]原始或基准信号21在从信号源20发出时被假定为同相的。同相是一个相对术语，该术语将原始信号限定为基准信号。该基准信号也是不完整的，因为它不提供用于提取隐蔽或隐藏的信息的方法，由于其通过与同相或同步的基准信号异相或反极性而对消的事实，这些信息在原始信号中保持折叠。基准信号的一个副本用来生成相分层信号22。
[0071]相分层使用反相(180° )连同较小的局部相移(例如45°、90° )等的组合来建立否则会因为使用传统的同相(in-phase)和异相(out-of-phase)方法而被对消的基本完整的信号。结果是产生基本完整的音频信号，该信号是完整、开放、全向和多维度的，并且具有与原始声音事件类似和相同的属性。基本上，应用任意种这类形形色色的技术或其组合将产生可用的相分层信号。本质上，相分层是一种在不抵消同相信号的情况下提供基本完整的信号的方式。相分层信号的使用是为了将连续的相位相关信息或否则将会被抵消的信息提供为与基准信号同等地分层的模块分量。
[0072]基准信号21和相分层信号22被送入信号混合器23。第三或高通信号24表示Ikcps以上(或多或少)的任意点的频率。极性开关25在将信号发送到混合器23之前将极性或相位从0°至180°切换。第四或低通信号26可具有Ikcps以下(或多或少)的频率，并且在发送到混合器23之前也具有0°至180°的相移控制27。高通信号和低通信号的作用是使用多个分频器将球面角的度数或相位层施加到否则将可能被传统放大器-扬声器变平坦的信号。通过施加这些45° (或多或少)的角度，相位层形成为最终基本完整的音频信号复合体，该信号复合体提供近乎球面的声信号。当通过任意的和所有的现有音频系统播放时，所得再现信号可鉴别为改善的声音。可以提供全局相位控制，因为这种新的基本完整的音频信号包括复合基准，该复合基准将反映任何外部信号输入在事实上是实际同相或者是异相。标准音频系统不具有用于确定相位差的基准。本发明使得能够检测相位差并允许用于相对相位识别的测量工具。
[0073]来自混合器23的混合信号通过相位反转(phase reversal)开关28施加到放大器30以驱动扬声器31。根据本发明的原理的电路可以并入硬件中，或者可以嵌入独立的集成电路中，并且可以数学地再形成，使得软件的结构能够产生基本完整的信号。该有源开放信号可以置于信号源的输出之间，例如，在一端是CD播放器，或在相对端是针对卫星的远程发射站。其也可以被作为手机或其他设备中的电路来工作。本发明的方法可以在A链处有源地使用，A链是指信号处理的前端，例如，在信号源的输出和放大器、分解器等的输入之间的应用中。
[0074]图3是图2的有源电路的示意框图，用于立体声信号以用于展开、恢复和揭示音频信号中包含的隐藏和埋藏的空间、频谱、动态和其他声学信息。图4A和4B共同示出图3的电路的更详细的示意性框图，其中增加了单声道半球电路。
[0075]参见图3，输入级接收具有正极和负极的至少一个音频信号。这里作为实例显示了立体声信号，其中，左立体声信号输入35连接到放大器36，而右立体声输入37则连接到放大器38。左信号放大器36的输出施加到左混合器40，而右放大器38的输出则连接到右混合器41。来自放大器36和38的左输出和右输出施加到混合器42,在这里对信号求和并将和信号施加到低音电路和高音电路。和信号被发送通过具有低通滤波器43 (例如100Hz)的低音电路，在放大器44中反转极性，并将其施加到可用于调谐的可调增益放大器45。
[0076]来自混合器42的和信号也被施加到高音电路路径，该电路路径与低音电路路径并联，并且在其中和信号被施加到高通滤波器(例如1000Hz)，该电路路径具有极性调整放大器47和可用于调谐的可调增益放大器48。高音路径的输出相位可具有不同设置，但如图所示领先于基准相位90度，以提供施加到左混合器40和右混合器41两者的一个相位层。低音路径的输出相位可具有不同设置，但如图所示滞后于基准相位90度，以提供另一个相位层。低音电路的输出通过一对增益放大器50和51连接到左混合器40和右混合器41。立体声半球电路使得左输入35信号通过缓冲放大器52，并使得右输入37信号通过缓冲放大器53。左立体声信号在混合器54的单独路径中从右立体声信号中被减去(信号L-R)，并且穿过反相放大器55并在滤波电路56中进行低通滤波(-16kHz)，然后馈送到链接的电压受控放大器59和混合器61。来自放大器52的输出也稱合到混合器61。
[0077]来自缓冲放大器53的右输入37信号在混合器57中从左立体声信号中被减去(信号R-L)，并且在与左信号并联的路径中通过反相放大器58，并在滤波电路60中被低通滤波(-16kHz)，然后连接到链接的电压受控放大器59和混合器63。缓冲放大器53也直接耦合到混合器63。
[0078]这两个滤波后的差信号(信号L-R和信号R-L)的增益可以并行地调整，并且信号L-R在混合器61中从左立体声信号被减去(定义为信号Rmix),信号R-L在混合器62中在并联的路径中从右立体声信号中被减去(定义为信号Lmix)。Rmix混合器61的输出被施加到右混合器41,并且Lmix混合器62的输出被施加到左混合器40。左立体声信号在混合器40中与高音电路信号、低音电路信号和Lmix输出求和，以产生相分层左声道输出信号。右立体声信号在混合器41中与高音电路信号、低音电路信号和Rmix输出求和，以产生相分层的右声道输出信号。
[0079]转到附图的图4，该图为根据本发明的原理的组合了有源立体声电路和单声道电路的更详细的示意性框图。
[0080]输入电路65具有连接到极性开关66的左输入35和右输入37，极性开关66连接到增益放大器36和38，并且被设置用于基于开关66的位置提供对输入信号的极性切换。开关66被链接，以便近乎同时地反转两个通道的极性，以设置音频信号的“绝对相位”。
[0081]来自输入电路的输出被施加到高音电路67和低音电路68。左信号和右信号在混合器42中求和。在高音电路67中，来自混合器42的和信号通过在1000Hz下具有_3dB点的双极点滤波器46进行滤波。极性开关47在必要时将信号反相。存在用于从+OdB到+6dB,在低音中进行混合的控制放大器。在低音电路68中，来自混合器42的和信号通过在IOOHz下具有-3dB点的双极点滤波器进行滤波。存在用于在必要时将信号反相的极性开关44，和用于从+OdB到+6dB在低音中进行混合的电平控制器45。
[0082]立体声半球电路70使用来自输入电路65且通过缓冲放大器52和53的右信号和
左信号。
[0083]半球电路70具有并行的腿，其中，来自缓冲放大器52的输入信号在放大器63中被反相，并在混合器54中与来自放大器63的信号求和以获得L-R信号。来自缓冲放大器53的信号在放大器64中被反相，并在混合器57中与来自放大器52的信号求和以获得R-L信号。来自放大器55的反相信号用低通滤波器56滤波并可用链接的电压受控放大器(VCA) 59调整。来自放大器58的反相信号用低通滤波器60滤波并可用链接的VCA59调整。VCA59的输出被放大器71和72反相，并且来自放大器71的信号与来自放大器52的信号在混合器61中求和。来自放大器72的输出与来自缓冲放大器53的输出在混合器62中求和。来自混合器61的信号被馈送到开关73内，并且来自混合器62的信号被馈送到开关74。来自混合器61的立体声信号被送到输出电路75混合器40和单声道半球电路80。来自混合器62的输出被送到输出电路75混合器41和单声道半球电路80。混合器40的输出连接到可变输出76，并且混合器41的输出连接到可变输出77。
[0084]来自放大器36的左立体声信号输入与高音和低音电路输出信号以及来自放大器61的混合信号在混合器40中求和，以产生相分层的左声道输出信号。
[0085]来自放大器38的右立体声信号输入与高音和低音电路输出信号以及来自放大器62的混合信号求和，以产生相分层的右声道输出信号。
[0086]如果开关73和74被置于单声道模式,半球立体声混合器61的输出在反相放大器81中被反相，并且半球混合器62的输出在反相放大器82中被反相。来自反相器81的信号在反相放大器83中再次被反相，并且反相器82的反相信号在反相器84中再次被反相。来自放大器83的反相信号被馈送到混合器85并与来自反相器82的信号混合，并且来自反相放大器84的输出被馈送到混合器86并与来自反相器81的反相信号混合。来自混合器86的混合信号在放大器88中被反相，并且混合器85的输出在放大器87中被反相。来自放大器88的反相信号通过低通滤波器90并被发送到链接的电压受控放大器91。来自放大器87的反相信号通过低通滤波器92并被发送到链接的电压受控放大器93。VCA91的输出在放大器95中被反相并馈送到混合器94内，且与来自反相器81的信号混合。该信号接着在放大器98中被反相并施加到开关73，进而施加到混合器40和41。VCA93的输出在放大器96中被反相并馈送到混合器97内，且与来自反相器82的信号混合。该信号接着在放大器100中被反相并施加到开关74，进而施加到混合器40和41。
[0087]输出电路75按用于左输入和右输入的以下比例混合信号:左和右输入=I ;高音电路输出=I ;低音电路输出=2 ;并且立体声或单声道半球输出=I。
[0088]参见图4A,本发明的处理包括选择离散信号源(35和36)并从输入电路65产生同相基准信号。在立体声半球电路70中从基准信号产生反相信号，以产生与基准信号的异相信号。在高音电路67中从基准信号产生相分层信号，该相分层信号可具有领先于基准信号90度的相位。此外，在低音电路68中从基准信号产生相分层信号，该相分层信号可具有滞后于基准信号相位90度的相位。相分层信号可领先或滞后于基准信号90度或45度，或者可设置为领先或滞后于基准信号在0-180度之间的任何相位。
[0089]此时应该清楚，已产生了音频再现系统，该系统提供了来自音频信号源的近乎全向的和开放的声音，使得标准的、不完整的音频信号能够被转化为基本完整的音频信号。然而，本发明不应被理解为局限于所示形式，这些形式应被视为示例性而非限制性的。
[0090]对于本领域技术人员而言，显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可在本发明中做出许多修改与变形。因此，本发明旨在覆盖本发明的修改和变形，只要这些修改和变形在所附权利要求及其等同范围内。例如，本领域技术人员将明白本发明可以通过使用模拟或数字技术来实现，以及通过使用硬件、软件或其组合来实现。
【权利要求】
1.一种音频再现方法，其包括以下步骤: 选择具有左和右信号的离散信号源； 将所选择的左离散信号施加到第一和第二求和电路； 对所选择的左离散信号进行反相，并且将所述反相后的所选择的左离散信号施加到第三求和电路； 将所选择的右离散信号施加到所述第二和第三求和电路； 对所选择的右离散信号进行反相，并且将所述反相后的所选择的右离散信号施加到所述第一求和电路； 将所述第一和第二求和电路的输出施加到左输出求和电路； 调整所述左输出求和电路的每个输入的增益，使得增益的比例至少接近黄金比例； 将输入信号混合到所述左输出求和电路以产生左输出信号； 将所述第三和第二求和电路的输出施加到右输出求和电路； 调整所述右输出求和电路的每个输入的增益，使得增益的比例至少接近黄金比例；以及 将输入信号混合到所述右输出求和电路以产生右输出信号，从而产生音频输出信号以用于声音的生成。
2.根据权利要求1所述的 音频再现方法，其中调整所述左和右输出求和电路的每个输入的增益的步骤包括: 调整所述左输出求和电路的每个输入的相对增益，使得增益的比例为1.618±10% ;以及 调整所述右输出求和电路的每个输入的相对增益，使得增益的比例为1.618±10%。
3.根据权利要求1所述的音频再现方法，其中将所述左和右输入信号的每一个施加到相应的单位增益放大器。
4.一种音频再现系统，其包括: 具有左和右信号输出的离散信号源； 第一、第二和第三求和电路，其每一个都具有输出，并且每一个都具有分别可操作地连接到所述离散信号源的所述左和右信号输出的左输入和右输入，其中所述第一、第二和第三求和电路的所述左输入接收与所述离散信号源的所述左信号输出相关联的左输入信号，并且所述第一、第二和第三求和电路的所述右输入接收与所述离散信号源的所述右信号输出相关联的右输入信号； 左反相器，被连接以用于在所述第三求和电路之前对所述左输入信号进行反相； 右反相器，被连接以用于在所述第一求和电路之前对所述右输入信号进行反相； 左输出求和电路，其包括分别连接到所述第一和第二求和电路输出的第一和第二输入，并且还包括用于单独调整所述第一和第二输入的信号增益的放大组件，所述左输出电路被配置为产生左输出信号，所述左输出信号是通过混合所述左输出求和电路的所述第一和第二输入处的增益调整后的信号而得到的，其中与所述左输出求和电路的所述第一和第二输入的信号相关联的增益的比例至少接近黄金比例；以及 右输出求和电路，其包括分别连接到所述第二和第三求和电路输出的第一和第二输入，并且还包括用于单独调整所述第一和第二输入的信号增益的放大组件，所述右输出电路被配置为产生右输出信号，所述右输出信号是通过混合所述右输出求和电路的所述第一和第二输入处的增益调整后的信号而得到的，其中与所述右输出求和电路的所述第一和第二输入的信号相关联的增益的比例至少接近所述黄金比例。
5.根据权利要求4所述的音频再现系统，其中与所述左输出求和电路相关联的所述放大组件被配置为单独调整所述左输出求和电路的所述第一和第二输入处的信号增益，使得增益的比例为1.618±10% ;并且其中与所述右输出求和电路相关联的所述放大组件被配置为单独调整所述右输出求和电路的所述第一和第二输入处的信号增益，使得增益的比例为 1.618±10%。
6.根据权利要求4所述的音频再现系统，其进一步包括左和右单位增益放大器，其中将所述离散信号源的所述左信号输出施加到所述左单位增益放大器，并且将所述离散信号源的所述右信号输出施加到所述右单位增益放大器。
7.根据权利要求4所述的音频再现系统，其进一步包括左和右负单位增益放大器，其中将所述离散信号源的所述左信号输出施加到所述左负单位增益放大器，并且将所述离散信号源的所述右信号输出施加到所述右负单位增益放大器。
8.一种音频再现方法，其包括以下步骤: 选择具有左和右信号输入的离散信号源； 对所述左输入信号和反相的右输入信号进行求和以产生左-右的差信号； 对所述右输入信号和反相的左输入信号进行求和以产生右-左的差信号； 对所述左和右输入信号进行求和以产生左+右的和信号； 调整所述左+右的和信号的增`益； 调整所述左-右的差信号的增益； 调整所述右-左的差信号的增益； 对所述增益调整后的左+右的和信号以及增益调整后的左-右的差信号进行求和以产生左音频输出信号，其中与所述左+右的和信号和所述左-右的差信号相关联的增益的比例至少接近黄金比例；以及 对所述增益调整后的左+右的和信号以及增益调整后的右-左的差信号进行求和以产生右音频输出信号，其中与所述左+右的和信号和所述右-左的差信号相关联的增益的比例至少接近所述黄金比例。
9.根据权利要求8所述的音频再现方法，其中相对于所述左-右的差信号的增益，不对称地调整所述左+右的和信号的增益，使得增益的比例为1.618± 10% ;并且其中相对于所述右-左的差信号的增益不对称地调整所述左+右的和信号的增益，使得增益的比例为1.618±10%。
10.根据权利要求8所述的音频再现方法，其中将所述左和右输入信号的每一个都施加到相应的负单位增益放大器。
11.一种音频信号再现方法，其包括: 混合多个输入信号以生成多个中间信号； 将多个中间信号的每一个与所述多个中间信号的另一个进行配对； 调整与所述多个中间信号的每一个相关联的增益，使得与构成所述每个中间信号对的中间信号相关联的增益的比例至少接近黄金比例；将每一个增益调整后的中间信号与构成相应的中间信号对的多个增益调整后的中间信号中的另一个相混合；以及 生成音频输出信号，其相应于每个混合后的、增益调整后的中间信号对。
12.根据权利要求11所述的方法，其中混合所述多个输入信号以生成多个中间信号包括: 混合左输入信号和右输入信号；以及 生成三个中间信号，其中所述三个中间信号的每一个是基于所述左和右输入信号的和或差信号中的一个。
13.根据权利要求12所述的方法,其中将所述多个中间信号的每一个与多个中间信号的另外一个相配对包括: 将所述三个中间信号的第一个与所述三个中间信号的第二个相配对；以及 将所述三个中间信号的第三个与所述三个中间信号的第二个相配对。
14.根据权利要求13所述的方法，其中调整与所述多个中间信号的每一个相关联的增益，使得与构成所述每个中间信号对的中间信号相关联的增益的比例至少接近黄金比例包括: 调整与所述三个中间信号的第一个相关联的增益，并且调整与所述三个中间信号的第二个相关联的增益，使得所述增益的比例为1.618±10% ;以及 调整与所述三个中间信号的第 三个相关联的增益，并且调整与所述三个中间信号的第二个相关联的增益，使得所述增益的比例为1.618±10%。
15.根据权利要求11所述的方法，其中在进行混合之前对所述多个输入信号的一个或多个进行反相。
16.根据权利要求11所述的方法，其中在进行混合之前对所述一个或多个中间信号进行反相。
17.一种用于从多个输入信号再现音频信号的电路，所述电路包括: 第一多个音频混合器，其每一个都具有两个输入和一个输出，其中所述两个输入的每一个被配置为接收所述多个输入信号中的一个不同信号，其中所述输出被配置为提供多个中间信号中的一个，并且其中所述一个中间信号是混合所述两个输入处的信号的结果； 第二多个音频混合器，所述第二音频混合器的每一个都具有两个输入和一个输出，其中所述两个输入的每一个被配置为接收所述多个中间信号中的一个不同信号，其中所述输出被配置为提供多个输出信号中的一个，其中所述一个输出信号是混合两个相应的中间信号的结果，并且其中调整与所述两个相应的中间信号中的每一个相关联的增益，使得增益的比例至少接近所述黄金比例。
18.根据权利要求17所述的电路，其中所述第二多个音频混合器的每一个包括: 两个放大组件，其中所述两个放大组件的每一个被配置为调整在所述音频混合器的所述两个输入处接收到的所述两个中间信号中相应的一个的所述增益。
19.根据权利要求17所述的电路，其中所述多个输入信号包括左输入信号和右输入信号，并且其中所述多个中间信号的每一个是基于所述左和右输入信号的和或差信号中的一个。
20.根据权利要求19所述的电路，其进一步包括一个或多个反相器，其中所述一个或多个反相器被配置为对所述左输入信号和所述右输入信号中的一个或多个进行反相。
21.根据权利要求19所述的电路，其进一步包括一个或多个反相器，其中所述一个或多个反相器被配置为对所述多个中间信号的一个或多个进行反相。
22.根据权利要求19所述的电路，其进一步包括: 左单位放大器，被配置为接收所述左输入信号；以及 右单位放大器，被配置为接收所述右输入信号。
23.根据权利要求22所述的电路，其中所述左和右单位放大器是负单位放大器。
24.根据权利要求17所述的电路，其中所述第二多个音频混合器包括两个求和电路，其中所述两个求和电路的第一个被配置为混合所述多个中间信号中的第一个和所述多个中间信号中的第二个，并且其中所述两个求和电路中的第二个被配置为混合所述多个中间信号中的第二个和所述多个中间信号中的第三个。
25.根据权利要求24所述的电路，其中调整与所述多个中间信号中的第一个相关联的增益和与所述多个中间信号中的第三个相关联的增益，使得增益的比例为1.618±10%，并且其中调整与所述多个中间信号中的第三个相关联的增益和与所述多个中间信号中的第二个相关联的增益，使得增益的比例为1.618 ± IO %。
【文档编号】H04R5/00GK103535052SQ201280011438
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年1月3日 优先权日:2011年1月3日
【发明者】巴里·史蒂芬·戈德法布 申请人:巴里·史蒂芬·戈德法布